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新能源轿车CAN总线搅扰定位与搅扰扫除的几个办法

CAN总线是当今汽车各电控单元间通信的总线标准,并广泛应用在新能源车中。新能源车的CAN总线故障和隐患将影响驾驶体验甚至行车安全,如何进行CAN总线故障定位及干扰排除呢?本文为设计师们提供几点建议。

一、职业现状

现在,国内机动车保有量现已打破三亿大关。因为很多的燃油车带来严峻的环境问题,因而全面禁售燃油车的日程在全世界范围内被提起。国内新能源轿车动力以锂电池为主,整个职业现已进入高速发展阶段。咱们注意到,除新能源车、充电桩之外无人驾驶、才智泊车等延伸职业也步入快速发展期。上述职业都有一个共同点——运用CAN总线,因而,CAN总线的运用问题一直贯穿在新能源职业的发展中。

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图1  CAN总线运用职业

二、新能源车常见毛病

新能源轿车中的CAN总线毛病可从两个方面考虑,即通讯运用层和物理层。运用层的问题比较依托软件的抓包或仿真,而物理层则更依靠硬件的测验和模仿。在物理层,CAN总线毛病的诱因会集在以下几个方面:搅扰问题、网络拓扑问题、总线容抗阻抗操控、节点规划规范及一致性等,本片文章要点为咱们介绍搅扰问题及搅扰处理。 

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图2  确保 CAN 安稳的中心规划

三、搅扰定位处理计划

怎么进行CAN总线物理层的搅扰定位呢?咱们需求凭借专业的搅扰剖析东西——频谱剖析,CANScope是专业的CAN总线剖析东西,其FFT剖析功用可以对CAN_L、CAN_H、CAN_差分、CAN_共模别离测验,定位搅扰频点。一般地,CAN总线运用在工业通讯时搅扰来历不固定,特别依靠此类频点剖析东西,而当CAN总线运用于新能源轿车时其搅扰源比较单一,多来历于电机驱动器,此刻剖析仪可做整改前、整改后的验证东西。图4是FFT剖析功用的实践测验事例,CANScope经过FFT频谱剖析计算定位到搅扰源频率与逆变器频率符合。

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图3  被搅扰后的 CAN 总线波形

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图4  运用 CANScope 的 FFT 功用

四、搅扰扫除处理计划

定位到搅扰后怎么进行搅扰扫除呢?咱们从搅扰的来历下手。搅扰的来历有两个,传导与辐射。针对传导过来的搅扰,咱们采纳阻隔的方法阻断搅扰传达;针对辐射过来的搅扰,咱们采纳屏蔽方法阻隔搅扰传达。

阻隔计划,在CAN收发器总线端加光耦或磁耦器材,一起为CAN收发器供给阻隔供电,这种阻隔方法常被称作分立器材式阻隔计划,如图5。关于一些对体积、防护等级、安稳性要求高的场合,一体式阻隔计划是最优挑选。在新能源客车中,大功率空调压缩机体系商场搅扰到总线通讯导致空调功用反常,准车规级的CTM1051(A)HQ (图6)在此类场景下有广泛运用。

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图5  分立器材阻隔计划

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图6  准车规级CAN总线阻隔模块CTM1051(A)HQ

以上评论的阻隔都是板级阻隔,适用于车型开发阶段,假如由搅扰导致的毛病出现在车辆出厂后或许售后阶段,阻隔方法请运用CAN阻隔网桥。

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图7  CANBridge+在总线阻隔中的运用

屏蔽计划,挑选的CAN通讯线缆应具有至少一层牢靠的屏蔽层,而且确保最外层屏蔽层经过单点接到参阅地。假如遇到屏蔽层不可避免从中心某处切断,则应针对每一段做单点接地处理,如图8。

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图8  屏蔽层单点接地处理

除屏蔽层外,通讯线的横截面积、直流阻抗值、寄生容抗、单位长度的双绞数等参数都会影响到通讯质量,怎么平衡本钱与通讯距挑拨的联系,本文供给图10数据供读者参阅。

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图9  CAN总线专用双绞屏蔽线

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图10  CAN总线线材参数与通讯间隔

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